谈局部厚铜板的制作流程

印制电路信息2019No.10特种板Special PCB

谈局部厚铜板的制作流程

蒋华张宏何艳球张亚锋郭宇

（胜宏科技（惠州）股份有限公司，广东惠州516211）

摘要局部厚铜板在生产过程中，需要重点管控局部厚铜板的蚀刻深度、半固化片（PP）开窗

尺寸设计及残胶、底片曝光的吸真空度及压合失压、缺胶、铜箔起皱等问题，文章主要

通过对局部厚铜板的生产流程进行研究，并总结出一种能适合此类型板批量生产的制作

流程。

关键词局部厚铜；控深蚀刻；压合；曝光；汽车板

中图分类号：TN41文献标识码：A文章编号：1009-0096（2019）10-0054-06

Production process for PCB with thick copper on partly area

Jiang Hua Zhang Hong He Yanqiu Zhang Yafeng Guo Yu

Abstract In the production process of PCB with partly thick copper,it is necessary to focus on controlling the etching depth of partly thick copper,Pp opening size design and residual resin,vacuum absorption and pressure loss of

film exposure,lack of resin,copper foil wrinkling and other problems.This paper mainly studies the production process

of PCB with partly thick copper,and summarizes a production process which is suitable for the mass production of thistype of PCB.

Key words Partly Thick Copper;Deep Etching;Lamination;Exposure;Automobile PCB.

0刖目

局部厚铜是一种提高印制电路板（PCB）散热及过大电流的技术可以直接过大电流，导热效率高，可延长PCB的使用寿命。但此类型PCB与普通的厚铜基板在制作流程上有很大的区别，特别是压合时很容易产生铜皱，压膜时容易产生气泡造成渗蚀，曝光时吸真空不足造成曝光不良。

以汽车电源系统为例，该模块密度高、功率大，会产生更多热量，特别是混合动力和全电动汽车会越来越多，所以需要更多先进的电源管理系统。

这意味着对散热和大电流的需求会越来越高，必须增加PCB导体铜厚度，来满足对散热和大电流的需求。局部厚铜板产品与普通的厚铜板在制作流程上有很大的区别，文章通过对不同的流程及方案的可行性进行验证，总结出可以生产该类型板的制作方法。

1局部厚铜板与普通厚铜板的区别局部厚铜板指在板内即有薄铜区域，又有厚铜区域，普通厚铜板指板内有铜区域全部为厚铜（如图1）。

2产品基本信息

产品基本信息见表1,产品结构见图2所示。

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特种板Special PCB印制电路信息2019No.10

铜箔----►

半固化片—

—►

基板铜—

—►

基材----►

基板铜—

—►

半固化片----►

铜箔—

—►

表1基本信息

产品层构成局部厚铜板

最终式样表面处理化金

最小孔径孔径0.4mm

材料基材S1150G:0.450mm(不含铜),铜140/140pm(4/4oz)

S1150GB:106RC75%

S1150GB:1080RC68%

油墨炎墨SR-500G40

板厚规格 1.2±0.12mm

铜厚外层面铜60|im(2.4mil)

尺寸成型尺寸115.00mm X70.00mm

图2压合叠构

3流程设计

3.1局部厚铜的铜面制作

3.1」方案一：直接采用DES蚀刻线控深蚀刻的方式制作

(1) 制作流程。

开料〜钻定位孔〜压膜〜曝光〜DES蚀刻

(2)流程说明。

①

根据厚铜位置铜厚选择基板，此产品厚铜位置需要140pm(4oz),选用140gm基板生产。

②薄铜区为35gm(loz),需要减去105|im (3oz),蚀刻补偿需按105gm铜厚进行补偿；

③曝光PE值设定土50nm,防止与后续的局部厚铜线路不匹配；

④使用真空蚀刻线以少量多次的方式生产，蚀刻线以最快线速(7.2m/min),喷压调整为：0.098Mpa,生产前量测铜厚，过一次蚀刻线后量测一次铜厚，根据蚀刻咬蚀量确定过蚀刻次数，薄铜区减到35pm土2.5pm内。

⑤铜基板蚀刻时，严格管控蚀刻深度及厚铜区域线或Pad的尺寸，确保蚀刻后厚铜位置比其它

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位置高105pm左右(见表2)。

(3)实验结果。

厚铜区域尺寸无影响，实际测量蚀刻后厚铜区域线路宽度正常，均在土5%以内。因厚铜板蚀刻深度较深，薄铜区域铜厚均匀性较难管控，薄铜区域R值为0.01mm~0.02mm,R值较大(见表

2),后制程的线路制作影响较大，验证失败。

3.1.2方案二：直接采用局部减铜的方式制作

(1)制作流程。

开料钻定位孔〜压膜一曝光〜显影一减铜

(2)流程说明。

①

选用140pm(4oz)基板生产，减铜资料需按105gm(3oz)铜厚进行补偿，曝光PE值设定土50nm；

②

减铜线以3m/min的线速生产，生产前量测铜厚，过一次减铜线后量测一次铜厚，正反交替的方式生产，直到薄铜区减到35pm+2.5gm内。

(3)实验结果。

实际量测蚀刻后厚铜区域线路宽度正常，均在±5%内，薄铜区域铜厚R值为4.8pm~5.3pm,见表3,R值正常，验证OK。但生产此类局部厚铜板，从140jim(4oz)铜厚，减铜厚至35pm(1oz),次数较多，费时，费力，产能严重不足，此生产方只适于样品及小批量，不适应量产。

3.1.3方案三：采用DES蚀刻线控深蚀刻+减铜的方式制作

(1)制作流程。

开料一钻定位孔〜压膜〜曝光一DES蚀刻一减铜

(2)流程说明。

①选用140gm铜厚的(4oz)基板生产，减铜资料需按105岬(3oz)铜厚进行补偿，曝光PE值设定±50pm；

②使用真空蚀刻线以少量多次的方式生产，蚀刻线以最快线速7.2m/min,喷嘴压力调整为1.0kg/cm2,正反面交替过蚀刻线，直到所剩铜厚在35pm±15|im以内，再以5m/min的速度过减铜线，减到35|im+/-2.5nm内。

③实验结果。

实际量测蚀刻后厚铜区域线路宽度正常均在±5%内，薄铜区域R值为5~6pm,见表4所示，R 值正常，验证没问题。

表2方案一控深蚀刻后铜厚及线宽数据(单位：mm)

项目123456789最大最小平均值R值线宽PNL1 1.10 1.10L111」2 1.12 1.09 1.09 1.11 1.101」2 1.090.03 1.09mm PNL2 1.10 1.10 1.091」2 1.11 1.07 1.07 1.08 1.081」2 1.07 1.090.05

PNL3L10 1.111」2L10 1.13 1.091」0 1.11 1.101」3 1.09 1.110.03薄铜区域PNL133.2736.073&6141.9134.2934.2943.433&6135.5343.4333.2737.080.16面铜33pm PNL233.5334.5436.8339.1242.423&6143.6938.3535.8143.6933.533&1000.16 PNL335.813&6141.1543.4338.8331.7534.5436.0730.9943.4330.9936.5812.45

表3方案二减铜后铜厚及线宽数据(单位：mm)

项目123456789最大最小平均值R值线宽PNL11」0 1.101」01」2 1.09 1.09 1.111」0 1.12 1.09L100.03 1.09mm PNL2 1.10 1.10 1.09 1.11 1.07 1.07 1.08 1.081」1 1.07 1.090.04

PNL3 1.10 1.11 1.12 1.10 1.12 1.091」0 1.111」0 1.12 1.09 1.100.03薄铜区域PNL133.5336.323&863&5334.5434.5437.343&8633.7858.8633.5336.32 5.33面铜33gm PNL234.0434.2934.5438.8637.083&3533.7836.8335.563&8633.7835.81 5.08 PNL335.0537.8536.8337.5936.0733.0233.7835.3133.0237.8533.0235.31 4.83

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